CN115523206A - 液压缸控压系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液压缸控压系统及其控制方法，液压缸控压系统，包括：控制器、电磁驱动器、若干液压缸组，每组液压缸组包括换向阀、第一电控单向阀、第二电控单向阀、第一油压传感器、第二油压传感器和液压缸；液压缸左腔、第一油压传感器、第一电控单向阀和换向阀依次相连；液压缸右腔、第二油压传感器、第二电控单向阀和换向阀依次相连；换向阀分别与主泵端和液压油箱端相连，控制器分别与电磁驱动器、第一油压传感器和第二油压传感器相连；电磁驱动器分别与第一电控单向阀、第二电控单向阀和换向阀相连。实施本发明的液压缸控压系统，可以降低成本，减少故障率。

Description

液压缸控压系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及液压缸领域，尤其涉及液压缸控压系统及其控制方法。

背景技术

液压缸是液压系统中的关键的输出元件。它将液压能转换机械能输出，推动各个机械关节和施加载荷。而对液压缸输出作用力的控制作为液压行业长期的研究点。目前业内对液压缸压力比例控制所采用的一类是比例压力阀，一类是高性能的伺服阀。其不足在于，成本造价昂贵，易被油液污染物堵塞，故障高，难制造。

发明内容

为了解决现有技术中的至少一个技术问题，本发明提供了一种液压缸控压系统及其控制方法。

本发明的第一方面，提供了一种液压缸控压系统，包括：控制器、电磁驱动器、若干液压缸组，每组所述液压缸组包括换向阀、第一电控单向阀、第二电控单向阀、第一油压传感器、第二油压传感器和液压缸；

所述液压缸左腔、所述第一油压传感器、所述第一电控单向阀和所述换向阀依次相连；

所述液压缸右腔、所述第二油压传感器、所述第二电控单向阀和所述换向阀依次相连；

所述换向阀分别与主泵端和液压油箱端相连，所述控制器分别与所述电磁驱动器、所述第一油压传感器和所述第二油压传感器相连；

所述电磁驱动器分别与所述第一电控单向阀、所述第二电控单向阀和所述换向阀相连。

可选的，所述系统包括多组所述液压缸组。

可选的，所述换向阀用于切换液压缸来回运动的方向以及切断各个油口。

可选的，所述控制器包括：

液压缸左腔加压控制模块，用于控制所述换向阀的左侧电磁阀得电、控制所述第一电控单向阀失电、控制所述第二电控单向阀得电以及控制所述主泵端按预设加压压力输出；响应所述第一油压传感器检测的压力值达到预设加压压力，控制所述换向阀失电以及控制所述主泵端泄压；

液压缸左腔降压控制模块，用于控制所述主泵端按预设降压压力输出、控制所述换向阀的左侧电磁阀得电以及控制所述第一电控单向阀得电；响应所述第一油压传感器检测的压力值达到预设降压压力，依次控制所述第一电控单向阀关闭、所述换向阀关闭以及所述主泵端泄压；

液压缸左腔保压控制模块，用于控制所述第一电控单向阀失电。

可选的，所述控制器包括：

液压缸右腔加压控制模块，用于控制所述换向阀的右侧电磁阀得电、控制所述第二电控单向阀失电、控制所述第一电控单向阀得电以及控制所述主泵端按预设加压压力输出；响应所述第二油压传感器检测的压力值达到预设加压压力，控制所述换向阀失电以及所述主泵端泄压。

液压缸右腔降压控制模块，用于控制所述主泵端按预设降压压力输出、控制所述换向阀的右侧电磁阀得电以及控制所述第二电控单向阀得电；响应所述第二油压传感器检测的压力值达到预设降压压力，依次控制所述第二电控单向阀关闭、所述换向阀关闭以及所述主泵端泄压；

液压缸右腔保压控制模块，用于控制所述第二电控单向阀失电。

本发明的第二方面，提供了一种本发明第二方面任一所述的液压缸控压系统的控制方法，包括:

在液压缸左腔加压段，控制所述换向阀的左侧电磁阀得电、控制所述第一电控单向阀失电、控制所述第二电控单向阀得电以及控制所述主泵端按预设加压压力输出；响应所述第一油压传感器检测的压力值达到预设加压压力，控制所述换向阀失电以及控制所述主泵端泄压；

在液压缸左腔降压段，控制所述主泵端按预设降压压力输出、控制所述换向阀的左侧电磁阀得电以及控制所述第一电控单向阀得电；响应所述第一油压传感器检测的压力值达到预设降压压力，依次控制所述第一电控单向阀关闭、所述换向阀关闭以及所述主泵端泄压。

可选的，所述方法还包括：

在油缸左腔保压段，控制所述第一电控单向阀失电。

可选的，所述方法还包括：

在液压缸右腔加压段，控制所述换向阀的右侧电磁阀得电、控制所述第二电控单向阀失电、控制所述第一电控单向阀得电以及控制所述主泵端按预设加压压力输出；响应所述第二油压传感器检测的压力值达到预设加压压力，控制所述换向阀失电以及所述主泵端泄压。

可选的，所述方法还包括：在液压缸右腔降压段，控制所述主泵端按预设降压压力输出、控制所述换向阀的右侧电磁阀得电以及控制所述第二电控单向阀得电；响应所述第二油压传感器检测的压力值达到预设降压压力，依次控制所述第二电控单向阀关闭、所述换向阀关闭以及所述主泵端泄压。

可选的，所述方法还包括：在油缸右腔保压段，控制所述第二电控单向阀失电。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，可以实现技术效果：

1.可低成本实现油压控制，降低油压控制系统的成本。

2.可实现多个液压腔组不同的压力比例控制，相应的比例空压方式简单，控制效果更好.

3.电控单向阀锥阀阀芯的良好密封性，泄漏量极小，因此本系统的保压能力更好。

4.本发明的液压缸控压系统，结构简单，容易制造加工，抗污染能力强、系统故障率低。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1示出了根据本发明示例性实施例的液压缸控压系统的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。

应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

以下参照附图描述本发明的方案：

参见图1，一种液压缸控压系统，包括：控制器、电磁驱动器、若干液压缸组，每组液压缸组包括换向阀1、第一电控单向阀2、第二电控单向阀3、第一油压传感器4、第二油压传感器5和液压缸6；液压缸6的左腔601、第一油压传感器4、第一电控单向阀2和换向阀1依次相连；液压缸6的右腔602、第二油压传感器5、第二电控单向阀3和换向阀1依次相连；换向阀1分别与主泵端P和液压油箱端T相连，控制器分别与电磁驱动器、第一油压传感器4和第二油压传感器5相连，用于接收第一油压传感器4和第二油压传感器5反馈的压力；电磁驱动器分别与换向阀1、第一电控单向阀2、第二电控单向阀3相连，用于控制换向阀1、第一电控单向阀2和第二电控单向阀3。其中，换向阀1用于切换液压缸6来回运动的方向以及切断各个油口，第一电控单向阀2和第二电控单向阀3用于单向流通，具有保压功能。第一油压传感器4和第二油压传感器5用于检测反馈液压缸左右两腔的液压压力。液压缸，作为系统输出作用力执行机构。控制器通过控制电磁驱动器以达到驱动控制换向阀1、第一电控单向阀2、第二电控单向阀3的目的。系统中的液压缸组系统可以多组液压缸组，具体可以根据实际需求设计液压缸组数量。

本发明的液压缸控压系统，在液压缸常规换向阀的基础上，在液压缸需要比例控压的油路腔增加电控单向阀，配合油压传感器的检测反馈和系统主泵端的压力比例输出，经过控制器，对换向阀和电控单向阀进行一定顺序的通断控制，可实现多个油缸组不同的压力比例控制。且由于电控单向阀锥阀阀芯的良好密封性，泄漏量极小，所以保压能力也极好。同时，相应的比例空压方式简单，成本低、抗污染能力强、系统故障率低、也更容易制造加工。本发明的液压缸控压系统具体可以是对静态加载液压缸控压系统。

本发明提供的液压缸控压系统可以实现液压缸左右腔的加压、降压、保压控制。下面以液压缸左腔的加压、降压、保压控制为例进行说明：

液压缸左腔加压段：

换向阀1左侧电磁阀得电，左工位进入系统；

第一电控单向阀2失电，保持原工位，单向阀进压进油；

第二电控单向阀3得电，双向导通工位进入系统，用于液压缸右腔回油泄压；

通过系统主泵端P按预设加压压力进行加压；其中，可以根据实际需求设置；

第一油压传感器4检测压力，并反馈给控制器，达到预设加压压力后，使换向阀1失电归中位，系统主泵端P泄压，液压缸左腔压力通过第一电控单向阀2保持。

液压缸左腔降压段：

通过系统主泵端P按预设降压压力进行输出；

待系统主泵端P压力输出到位，换向阀1左侧电磁阀得电，左工位进入系统；

再通过控制器、电磁驱动器使第一电控单向阀2得电，液压缸左腔的高压随系统输出的二阶段低压进行吻合；

第一油压传感器4检测压力，并反馈给控制器，达到预设降压压力后，先关闭第一电控单向阀2，保持住液压缸压力，再关闭换向阀1切断与主系统油路，最后主系统主泵端P泄压。

液压缸左腔保压段：

任何加压或降压完成后，使第一电控单向阀2失电，液压缸左腔压力通过电控单向阀保持。此种锥阀阀芯密封性极好，保压性能也极好。对于极长时间的保压情况，可以通过油压传感器进行检测反馈，预设自动加压的压力值进行加压输出。即，在液压缸左腔保压段或在液压缸右腔保压段，可以利用第一油压传感器和第二油压传感器检测相应的油压，若油压降低到目标值，则控制液压缸左腔加压。

通过以上同样的控制方法可以对油缸右腔进行升压、降压以及保压；

通过以上同样的控制方法可以对其它油缸组进行升压、降压以及保压。

在一个实施方式中，控制器包括如下控制模块：

液压缸左腔加压控制模块，用于控制换向阀1的左侧电磁阀得电、控制第一电控单向阀2失电、控制第二电控单向阀3得电以及控制主泵端P按预设加压压力输出；响应第一油压传感器4检测的压力值达到预设加压压力，控制换向阀1失电以及控制主泵端P泄压；该模块用于实现上述液压缸左腔加压段的控制。

液压缸左腔降压控制模块，用于控制主泵端P按预设降压压力输出、控制换向阀1的左侧电磁阀得电以及控制第一电控单向阀2得电；响应第一油压传感器检测的压力值达到预设降压压力，依次控制第一电控单向阀2关闭、换向阀1关闭(切断与主系统油路)以及主泵端P泄压，该模块用于实现上述液压缸左腔降压段的控制。液压缸左腔降压控制模块，还用于控制第二电控单向阀3得电。

液压缸左腔保压控制模块，用于控制第一电控单向阀2失电。该模块用于液压缸左腔保压段的控制。

上述控制模块，可以利用可编程控制器编程控制时间，具体不再详细描述。

同样的，控制器还可包括如下控制模块：

液压缸右腔加压控制模块，用于控制换向阀1的右侧电磁阀得电、控制第二电控单向阀3失电、控制第一电控单向阀2得电以及控制主泵端P按预设加压压力输出；响应第二油压传感器5检测的压力值达到预设加压压力，控制换向阀1失电以及主泵端P泄压。

液压缸右腔降压控制模块，用于控制主泵端P按预设降压压力输出、控制换向阀1的右侧电磁阀得电以及控制第二电控单向阀3得电；响应第二油压传感器检测的压力值达到预设降压压力，依次控制第二电控单向阀3关闭、换向阀1关闭(切断与主系统油路)以及主泵端P泄压；液压缸右腔降压控制模块，还用于控制第一电控单向阀2得电。

液压缸右腔保压控制模块，用于控制第二电控单向阀3失电。

本发明还提供了液压缸控压系统的控制方法，包括:

S101，在液压缸左腔加压段，控制换向阀1的左侧电磁阀得电、控制第一电控单向阀2失电、控制第二电控单向阀3得电以及控制主泵端P按预设加压压力输出；响应第一油压传感器4检测的压力值达到预设加压压力，控制换向阀1失电以及控制主泵端P泄压；

S102，在液压缸左腔降压段，控制主泵端P按预设降压压力输出、控制换向阀1的左侧电磁阀得电以及控制第一电控单向阀2得电；响应第一油压传感器检测的压力值达到预设降压压力，依次控制第一电控单向阀2关闭、换向阀1关闭(切断与主系统油路)以及主泵端P泄压。

S103，在液压缸左腔601保压段，控制第一电控单向阀2失电。

在一个实施方式中，液压缸控压系统的控制方法，还包括：

S201，在液压缸右腔加压段，控制换向阀1的右侧电磁阀得电、控制第二电控单向阀3失电、控制第一电控单向阀2得电以及控制主泵端P按预设加压压力输出；响应第二油压传感器5检测的压力值达到预设加压压力，控制换向阀1失电以及主泵端P泄压。

S202，在液压缸右腔降压段，控制主泵端P按预设降压压力输出、控制换向阀1的右侧电磁阀得电以及控制第二电控单向阀3得电；响应第二油压传感器检测的压力值达到预设降压压力，依次控制第二电控单向阀3关闭、换向阀1关闭(切断与主系统油路)以及主泵端P泄压。

S203，在液压缸右腔保压段，控制第二电控单向阀3失电。

本发明的技术方案具有如下技术效果：基于多个液压缸组实现对液压缸比例控压；降低成本；提升抗污染能力；降低系统故障率；减低制造加工难度。

Claims (10)

1.一种液压缸控压系统，其特征在于，包括：控制器、电磁驱动器、若干液压缸组，每组所述液压缸组包括换向阀(1)、第一电控单向阀(2)、第二电控单向阀(3)、第一油压传感器(4)、第二油压传感器(5)和液压缸(6)；

所述液压缸(6)左腔、所述第一油压传感器(4)、所述第一电控单向阀(2)和所述换向阀(1)依次相连；

所述液压缸(6)右腔、所述第二油压传感器(5)、所述第二电控单向阀(3)和所述换向阀(1)依次相连；

所述换向阀(1)分别与主泵端和液压油箱端相连，所述控制器分别与所述电磁驱动器、所述第一油压传感器(4)和所述第二油压传感器(5)相连；

所述电磁驱动器分别与所述第一电控单向阀(2)、所述第二电控单向阀(3)和所述换向阀(1)相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括多组所述液压缸组。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换向阀(1)用于切换液压缸(6)来回运动的方向以及切断各个油口。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器包括：

液压缸左腔加压控制模块，用于控制所述换向阀(1)的左侧电磁阀得电、控制所述第一电控单向阀(2)失电、控制所述第二电控单向阀(3)得电以及控制所述主泵端按预设加压压力输出；响应所述第一油压传感器(4)检测的压力值达到预设加压压力，控制所述换向阀(1)失电以及控制所述主泵端泄压；

液压缸左腔降压控制模块，用于控制所述主泵端按预设降压压力输出、控制所述换向阀(1)的左侧电磁阀得电以及控制所述第一电控单向阀(2)得电；响应所述第一油压传感器(4)检测的压力值达到预设降压压力，依次控制所述第一电控单向阀(2)关闭、所述换向阀(1)关闭以及所述主泵端泄压；

液压缸左腔保压控制模块，用于控制所述第一电控单向阀(2)失电。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器包括：

液压缸右腔加压控制模块，用于控制所述换向阀(1)的右侧电磁阀得电、控制所述第二电控单向阀(3)失电、控制所述第一电控单向阀(2)得电以及控制所述主泵端按预设加压压力输出；响应所述第二油压传感器(5)检测的压力值达到预设加压压力，控制所述换向阀(1)失电以及所述主泵端泄压；

液压缸右腔降压控制模块，用于控制所述主泵端按预设降压压力输出、控制所述换向阀(1)的右侧电磁阀得电以及控制所述第二电控单向阀(3)得电；响应所述第二油压传感器(5)检测的压力值达到预设降压压力，依次控制所述第二电控单向阀(3)关闭、所述换向阀(1)关闭以及所述主泵端泄压；

液压缸右腔保压控制模块，用于控制所述第二电控单向阀(3)失电。

6.一种如权利要求1～5任一所述的液压缸控压系统的控制方法，其特征在于，包括:

在液压缸(6)左腔加压段，控制所述换向阀(1)的左侧电磁阀得电、控制所述第一电控单向阀(2)失电、控制所述第二电控单向阀(3)得电以及控制所述主泵端按预设加压压力输出；响应所述第一油压传感器(4)检测的压力值达到预设加压压力，控制所述换向阀(1)失电以及控制所述主泵端泄压；

在液压缸(6)左腔降压段，控制所述主泵端按预设降压压力输出、控制所述换向阀(1)的左侧电磁阀得电以及控制所述第一电控单向阀(2)得电；响应所述第一油压传感器(4)检测的压力值达到预设降压压力，依次控制所述第一电控单向阀(2)关闭、所述换向阀(1)关闭以及所述主泵端泄压。

7.一种根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在油缸左腔保压段，控制所述第一电控单向阀(2)失电。

8.一种根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在液压缸(6)右腔加压段，控制所述换向阀(1)的右侧电磁阀得电、控制所述第二电控单向阀(3)失电、控制所述第一电控单向阀(2)得电以及控制所述主泵端按预设加压压力输出；响应所述第二油压传感器(5)检测的压力值达到预设加压压力，控制所述换向阀(1)失电以及所述主泵端泄压。

9.一种根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在液压缸(6)右腔降压段，控制所述主泵端按预设降压压力输出、控制所述换向阀(1)的右侧电磁阀得电以及控制所述第二电控单向阀(3)得电；响应所述第二油压传感器(5)检测的压力值达到预设降压压力，依次控制所述第二电控单向阀(3)关闭、所述换向阀(1)关闭以及所述主泵端泄压。

10.一种根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在油缸右腔保压段，控制所述第二电控单向阀(3)失电。

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